氯铬酸吡啶PCC的应用

【背景及概述】^[1][2][3]

氯铬酸吡啶，分子式C₅H₄N·HCrO₃Cl，简称PCC，即Pyridinium chlorochromate的缩写，中文别名沙瑞特(Sarrett)试剂。PCC首先是E.J.Corey 于1975 年进行开发性研究之后发现的一种新的选择性氧化剂。主要用于醇类氧化成醛/酮，碳水化合物中局部经基选择性氧化， 硼烷、肟（脱肟反应）氧化成羧基化合物，烯基叔醇直接氧化成不饱和醛；还可以使烯醇直接氧化成酯或内酯等等。PCC 与其它常用的含铬氧化剂如jons试剂、Colljn试剂等比较，它具有氧化能力较强，选择性好，氧化过程中底物分子的烯键不受影响等特点，而且操作简便。另外，由子P CC 的酸性较弱，因此那些对酸不稳定的基团在氧化时仍可得以保存。PCC是一种温和的氧化剂，橙黄色晶体。用来把醇有限度地氧化为醛，使用PCC的缺点为反应时间太过冗长和PCC具有毒性。该试剂本身呈弱酸性，所以常跟缓冲剂比如乙酸钠配合使用。如果吸入PCC，请将患者移到新鲜空气处；如果皮肤接触，应脱去污染的衣着，用肥皂水和清水彻底冲洗皮肤，如有不适感，就医；如果眼晴接触，应分开眼睑，用流动清水或生理盐水冲洗，并立即就医；如果食入，立即漱口，禁止催吐，应立即就医。

【合成】

通常用三氧化铬与盐酸反应生成氯铬酸，随后于0 ℃加入吡啶即得到桔黄色稳定的氯铬酸吡啶固体：

具体反应步骤：在搅拌下将三氧化铬（100克，1摩尔）迅速地加到6 N 的盐酸（184 毫升，1.1摩尔中，经5分钟后，待均匀的溶液被冷却到0℃ 时，将吡啶（79.1克，1摩尔）在10多分钟内小心地加入。溶液重新冷却到0℃，得桔黄色固体， 把固体收集到烧结玻璃漏斗上过滤，真空干燥1 小时，收率250.5克，54% 。

【应用】^[3][4]

将PCC吸附于氧化铝上，或将PCC阴离子支载于聚合物骨架上，制成聚乙烯基氯铬酸吡啶 (PVPCC ) ，在合成中使用十分方便。反应过程中消耗的树脂可以定量地回收，再生后重新使用。因此PCC在有机合成特别在精细有机合成中， 是一种很有价值的选择性氧化剂。PCC是一种温和的氧化剂，用来把醇有限度地氧化为醛。应用举例如下：

1. 链状炔醛：如6-庚炔醛是构建长链化合物的有用中间体，在药物合成中具有重要的应用价值。一般情况下，采用羧酸在适当的还原剂作用下可以制备炔醛化合物，不影响碳碳三键，但产率不高；若采用二甲亚砜、草酰氯氧化，虽可以获得较高的产率，但是需要在-78℃低温下进行，反应条件苛刻。沙瑞特试剂（Sarrett），即PCC可以在室温下将醇氧化为醛，不影响不饱和键，便于工业化生产，可以首先在乙二胺中、氢化钠作用下进行3-庚炔-1-醇的重排反应，得到6-庚炔-1-醇，然后，采用沙瑞特试剂进行常温氧化，结束后将反应液通过一段硅胶柱纯化，得到6-庚炔-1-醛，产率为93.2%。该方法制备6-庚炔-1-醛比较简便易行，适合放大生产，反应过程如下：

2. 合成10‑HDA，包括有以下步骤：

1）以甲苯为溶剂，由1，8‑辛二醇和氢溴酸，在催化剂的作用下得到8‑溴‑1‑辛醇；其中1，8‑辛二醇和氢溴酸的摩尔比为1：1‑1：1.6；

2）将步骤1）所得8‑溴‑1‑辛醇在二氯甲烷中用氯铬酸吡啶(PCC)氧化为8‑溴辛醛；其中8‑溴‑1‑辛醇和氯铬酸吡啶的摩尔比为1：1.1‑1：1.6；

3）将步骤2）所得8‑溴辛醛与磷叶立德试剂（磷酰基乙酸三乙酯）反应得到(2E)‑10‑溴‑2‑癸烯酸；其中8‑溴辛醛和磷叶立德试剂的摩尔比为1：1‑1：1.6；所得 (2E)‑10‑溴‑2‑癸烯酸在碱性条件下水解后再酸化得到(2E)‑10‑羟基‑2‑癸烯酸(10‑HDA)。

【主要参考资料】

[1] 宋洋; 张立军. 利用沙瑞特试剂合成 6-庚炔醛. 合成化学, 2010, 18.B09: 142-142.

[2] 肖艳华.10-HDA的合成工艺. CN201210033170.0，申请日2012-02-15

[3] 钟琦; 邵建国. 一种新的选择性氧化剂——氯铬酸吡啶.扬州大学学报 (自然科学版), 1986, 1: 012.

[4] 氯铬酸吡啶-有机合成中一种通用氧化剂.扬州大学学报 (自然科学版), 1984.